CN113776493B - 一种地质勘探沉降监测装置及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地质勘探沉降监测装置及调节方法，涉及地质监测技术领域，包括基座以及监测仪本体，还包括悬挂机构，所述悬挂机构包括有球形体，其能够转动的连接于所述基座上，重力摆锤，其连接于所述球形体上，本发明中，监测仪本体设置于所述悬挂机构上，当地质勘探沉降监测装置在出现监测角度偏斜时，在重力的作用下，悬挂机构可以使得监测仪本体实现自动校正的作用，有利于提高地质监测结果的客观性以及准确性。
Description
技术领域
本发明涉及地质监测技术领域，具体为一种地质勘探沉降监测装置及调节方法。
背景技术
地面沉降又称为地面下沉或地陷，地壳表面标高降低的一种局部的下降运动或工程地质现象，在地质勘探中，也会通过相关地质勘探沉降监测装置来监测相关地质，如利用超声波原理，实时监测地质水平位移和垂直位移，掌握地质变化规律，对研究判断有无裂缝、滑坡、滑动和倾覆的趋势进行数据采集。
现有的如中国专利公开号为：CN209496001U，该专利的名称为“一种地质勘探用超声波物理探测装置”该专利包括机体、支撑减震模块和清洗组件；本实用新型在结构上设计合理，实用性很高，工作时，通过移动轮和把手方便移动和携带，伸缩杆下移支撑起机体，且弹簧降低了振动对探测结果的干扰，保证了探测精度，第一电机带动第一丝杠转动，通过第一滑套带动横臂前后移动，第二电机带动第二丝杠旋转，通过第二滑套带动滑块左右移动，方便进行定位，第三电机带动绕线杆正反转动可收放超声波探测器，降低了员工的劳动强度，提高了劳动效率，而后水泵将水罐内的水抽送到喷头对超声波探测器进行清洗，方便储藏和下次使用，电池组和太阳能采集板保证了本装置在户外仍可使用。
现有技术中不足之处在于，地质勘探沉降监测装置在监测过程中，需要保持地质勘探沉降监测装置的探测方向与地面之间的角度保持不变，而现有的地质勘探沉降监测装置在出现监测角度偏斜时，不具备自动校正功能，当受到外部干扰，如人或者动物碰撞，风雨吹动等，地质勘探沉降监测装置出现监测角度偏差，会对地质监测结果的客观性造成很大影响，降低了对地质监测的精准性。
发明内容
本发明的目的是提供一种地质勘探沉降监测装置及调节方法，以解决上述现有技术中的不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种地质勘探沉降监测装置，包括基座以及监测仪本体，还包括悬挂机构，所述悬挂机构包括有：
球形体，其能够转动的连接于所述基座上；
重力摆锤，其连接于所述球形体上；
所述监测仪本体设置于所述悬挂机构上。
优选的，所述基座包括有安装块，所述安装块内部开设有容纳球形体的容纳腔，所述安装块上安装有与地面相接触的支撑件。
优选的，所述容纳腔为球形腔体，所述容纳腔的底部开设有与外界相连通的贯穿口，所述贯穿口内穿插着重力摆锤。
优选的，所述容纳腔的内壁面上安装有多个抗阻力组件，其用于减小容纳腔与球形体之间的摩擦阻力。
优选的，所述抗阻力组件包括有多个开设于容纳腔内壁上的安装孔，所述安装孔的内部活动安装有与球形体相接触的滚珠。
优选的，所述球形体上开设有与水平面相平行的平面部，所述球形体上远离平面部处与重力摆锤相固定。
优选的，所述平面部上固定有与容纳腔相配合的锁紧组件，从而可对球形体的活动进行锁定。
优选的，所述锁紧组件包括平面部相垂直的电磁驱动器与偏移开关，所述电磁驱动器的输出端行程上可与容纳腔内壁相接触，从而对球形体的活动进行限制，所述偏移开关与电磁驱动器用于控制电磁驱动器的伸缩状态，从而间接控制球形体的活动与否。
优选的，所述支撑件为锥体管，所述支撑件的顶部与安装块相固定，所述支撑件的底端固定有多个与地面插接的地钉杆。
一种地质勘探沉降监测装置的调节方法，其基于上述地质勘探沉降监测装置，包括以下步骤：
当所述重力摆锤处于竖直状态时，所述锁紧组件锁定所述球形体。
在上述技术方案中，本发明提供的一种地质勘探沉降监测装置，通过利用悬挂机构将监测仪本体与基座进行连接，当地质勘探沉降监测装置在出现监测角度偏斜时，在重力的作用下，悬挂机构可以使得监测仪本体实现自动校正的作用，有利于提高地质监测结果的客观性以及准确性。
因为一种地质勘探沉降监测装置具有上述有益效果，则基于该地质勘探沉降监测装置的调节方法也具有上述效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种地质勘探沉降监测装置的立体结构示意图；
图2为本发明一种地质勘探沉降监测装置的第一状态剖视结构示意图；
图3为本发明图2中A处放大图；
图4为本发明一种地质勘探沉降监测装置的第二状态剖视结构示意图；
图5为本发明一种地质勘探沉降监测装置的绝缘环形管立体结构示意图；
图6为本发明一种地质勘探沉降监测装置的绝缘环形管的剖面结构示意；
图7为本发明图6中B处放大图。
附图标记说明：
1、基座；1.1、安装块；1.11、块体部；1.12、盖体部；1.13、气泡水平仪；1.2、容纳腔；1.21、贯穿口；1.22、抗阻力组件；1.221、安装孔；1.222、滚珠；1.223、储蓄坑；1.3、支撑件；1.31、地钉杆；1.32、太阳能供电装置；2、监测仪本体；3、悬挂机构；4、球形体；4.1、平面部；4.11、安置腔；4.2、锁紧组件；4.21、电磁驱动器；4.22、偏移开关；4.211、挤压板；4.212、弹性橡胶垫；4.221、绝缘环形管；4.222、绝缘板；4.223、分流筒；4.224、导电连接块；4.225、防护盘盒；4.226、胶粘泡棉垫；5、重力摆锤；5.1、锤体；5.2、连杆。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-7，本发明实施例提供的一种地质勘探沉降监测装置，包括基座1以及监测仪本体2，还包括悬挂机构3，悬挂机构3包括有：
球形体4，其能够转动的连接于基座1上；
重力摆锤5，其连接于球形体4上；
监测仪本体2设置于悬挂机构3上。
具体的，地质勘探沉降监测装置在监测过程中，不具备自动恢复校正功能，地质勘探沉降监测装置一旦受到人或者动物碰撞以及风雨吹动等，容易出现监测角度偏差，会对地质监测结果的客观性造成很大影响，降低了对地质监测的精准性，而通过将监测仪本体2设置于悬挂机构3上，使得监测仪本体2可以在出现监测角度偏差时可实现自我角度校准，有利于保证地质监测结果的客观性以及精准性。
具体的，基座1起到支撑于地面的作用，监测仪本体2为超声波原理监测仪，基座1固定安装在所需监测的地面上，然后悬挂机构3在重力作用下处于自然状态，即悬挂机构3处于竖直状态，该自然状态的悬挂机构3的端部方向与监测仪本体2的探测方向保持一致且均垂直于地面，当出现基座1与地面之间出现角度偏斜时，此时悬挂机构3在重力作用下与基座1的连接点之间发生相对的角度偏转，最终悬挂机构3再次处于竖直状态，而与悬挂机构3相固定的监测仪本体2也重新回归且保持在原始探测位置，球形体4为圆球体或半圆球体，球形体4的表面为光滑面，球形体4位于基座1中的安放槽或安放腔中，由于重力摆锤5的顶端与球形体4相固定，从而球形体4可在重力摆锤5的自身重力特性作用下随着重力摆锤5发生任意方向的偏转。
本发明提供的一种地质勘探沉降监测装置，通过利用悬挂机构将监测仪本体与基座进行连接，当地质勘探沉降监测装置在出现监测角度偏斜时，在重力的作用下，悬挂机构可以使得监测仪本体实现自动校正的作用，有利于提高地质监测结果的客观性以及准确性。
作为本实施例优选的技术方案，基座1包括有安装块1.1，安装块1.1可为矩形或柱形等规则形状的几何体，安装块1.1内部中心位置开设有容纳球形体4的容纳腔1.2，安装块1.1上安装有与地面相接触的支撑件1.3，通过支撑件1.3对安装块1.1的支撑，从而使得安装块1.1得以距地面保持一定距离，其中，安装块1.1由块体部1.11以及盖体部1.12组成，盖体部1.12与块体部1.11之间可通过卡扣连接或者螺纹连接等方式进行固定而形成一个整体安装块1.1，使得盖体部1.12与块体部1.11之间处于可拆卸的密封固定状态，从而便于在检修时，通过将盖体部1.12与块体部1.11进行分离，从而可以对容纳腔1.2内部的组件的进行维护检查等操作，其中盖体部1.12上固定有气泡水平仪1.13，可选为盘型气泡水平仪，从而便于在安装基座1时，使得基座1顶部处于水平状态，便于对基座1的安装时的水平精度判断。
作为本实施例优选的技术方案，容纳腔1.2为球形腔体，容纳腔1.2的腔体中心与球形体4的球心相重合，容纳腔1.2的底部开设有与外界相连通的贯穿口1.21，贯穿口1.21内穿插着重力摆锤5，使得重力摆锤5可以穿过安装块1.1与容纳腔1.2内部的球形体4相固定，贯穿口1.21为圆形外扩口，即贯穿口1.21的内壁与延长线均经过的腔体中心处，从而在保证容纳腔1.2对球形体4具有充足的托举面的同时，也减小贯穿口1.21的内壁对重力摆锤5的活动范围的限制。
其中，球形体4为实心球形块体，重力摆锤5包括有锤体5.1，锤体5.1通过连杆5.2与球形体4相固定，锤体5.1位于球形体4的下方，锤体5.1的重量数值大于球形体4的重量数值，锤体5.1与地面不接触，从而有利于对重力摆锤5可以带动球形体4在容纳腔1.2内发生偏转，优选的，锤体5.1的底部与监测仪本体2相固定，从而进一步的增加锤体5.1的重量，同时避免基座1对监测仪本体2的监测造成遮挡等干扰。
作为本实施例优选的技术方案，容纳腔1.2的内壁面上安装有多个抗阻力组件1.22，其用于减小容纳腔1.2与球形体4之间的摩擦阻力，同时多个抗阻力组件1.22对球形体4具有支撑作用，有利于球形体4与容纳腔1.2之间保持一定的活动间隙，也有利于容纳腔1.2的腔体中心与球形体4的球心相重合。
作为本实施例优选的技术方案，抗阻力组件1.22包括有多个开设于容纳腔1.2内壁上的安装孔1.221，安装孔1.221的内部活动安装有与球形体4相接触的滚珠1.222，安装孔1.221与滚珠1.222之间填充有膏体润滑油，起到促进润滑而减小摩擦的作用，安装孔1.221的内壁上开设有多个由储蓄坑1.223，储蓄坑1.223可以增大安装孔1.221的表面积，从而增加安装孔1.221的存储量，安装孔1.221为盲孔，可避免膏体润滑油的流失。
作为本实施例优选的技术方案，球形体4上开设有与水平面相平行的平面部4.1，球形体4上远离平面部4.1处与重力摆锤5相固定，其中重力摆锤5的连杆5.2延长线经过球形体4的球心且与平面部4.1相垂直，在悬挂机构3处于竖直状态时，此时平面部4.1位于球形体4的顶部位置，平面部4.1与水平面相平行，此时平面部4.1与容纳腔1.2之间形成一定的安装空间。
作为本实施例优选的技术方案，平面部4.1上固定有与容纳腔1.2相配合的锁紧组件4.2，从而可对球形体4的活动进行锁定，其中锁紧组件4.2的开设于平面部4.1上的安置腔4.11进行安装，从而使得球形体4的重心位于靠近球心的下方，同时通过安装腔4.11可以对锁紧组件4.2在平面部4.1上的位置进行确定，使得锁紧组件4.2与摆锤5处于同一直线上。
作为本实施例优选的技术方案，锁紧组件4.2包括与偏移开关4.22以及与平面部4.1相垂直的电磁驱动器4.21，电磁驱动器4.21的输出端行程上可与容纳腔1.2内壁相接触，从而对球形体4的活动进行锁定，偏移开关4.22用于控制电磁驱动器4.21的伸缩状态，当偏移开关4.22处于水平状态时，此时电磁驱动器4.21处于伸长状态，此时对球形体4的活动进行锁定，当偏移开关4.22处于非水平状态时，此时电磁驱动器4.21处于收缩状态，此时对球形体4的活动进行不再起到锁定作用，从而实现间接控制球形体4的活动与否；其中，电磁驱动器4.21的输出端固定有与容纳腔1.2内壁相接触的挤压板4.211，挤压板4.211为与容纳腔1.2内壁相适配的弧形板，挤压板4.211靠近容纳腔1.2内壁的一侧固定有弹性橡胶垫4.212；
当悬挂机构3在重力作用下处于自然状态，即悬挂机构3处于竖直状态，此时偏移开关4.22中的绝缘环形管4.221处于水平状态，此时绝缘环形管4.221内部处于电流导通状态，在该状态的电磁驱动器4.21的输出端带动挤压板4.211靠近于容纳腔1.2内壁，在挤压板4.211与容纳腔1.2内壁发生挤压时，同时该位置为电磁驱动器4.21的输出端行程的极限位置，此时弹性橡胶垫4.212可增加挤压板4.211与容纳腔1.2内壁之间的滑动阻力，有利于增强锁紧组件4.2锁定效果，该状态的电磁驱动器4.21处于伸长状态；
当悬挂机构3产生偏斜，即悬挂机构3处于非竖直状态时，此时偏移开关4.22中的绝缘环形管4.221处于非水平状态，此时偏移开关4.22中的绝缘环形管4.221处于非水平状态，此时绝缘环形管4.221内部处于电流断路状态，在该状态的电磁驱动器4.21发生收缩，此时对球形体4的活动进行不再起到锁定作用。
其中偏移开关4.22包括有与锤体5.1相固定的绝缘环形管4.221，绝缘环形管4.221内填充有导电液，导电液如氯化钠溶液，绝缘环形管4.221的管体内部固定有用于完全进行隔绝导电液的绝缘板4.222，绝缘板4.222的边沿与绝缘环形管4.221的内壁完全密封连接，绝缘板4.222的数量为一个，绝缘板4.222的两侧分别固定有导电连接块4.224，绝缘环形管4.221的换内壁固定连通有多个分流筒4.223，多个分流筒4.223的直径数值与绝缘环形管4.221的管内直径数值相同，多个分流筒4.223的内底面均与绝缘环形管4.221的内底面相平齐；
绝缘环形管4.221的外侧固定有防护盘盒4.225，用于增强对绝缘环形管4.221的防护作用，防护盘盒4.225与绝缘环形管4.221之间通过胶粘泡棉垫4.226相粘接填充。
当绝缘环形管4.221处于水平状态时，即绝缘环形管4.221的中轴线与水平面相垂直时，该状态下的悬挂机构3的端部方向与监测仪本体2的探测方向保持一致且均垂直于地面，此时绝缘环形管4.221与各个分流筒4.223内部均有导电液，且导电液的高度不超过绝缘环形管4.221以及各个分流筒4.223在水平放置时的高度的二分之一，此时位于绝缘板4.222两侧导电连接块4.224之间在导电液的作用下处于电流导通状态，可以起到电线导电的作用，此时与绝缘环形管4.221电性连接的电磁驱动器4.21处于处于伸长状态；
当绝缘环形管4.221处于非水平状态时，绝缘环形管4.221中的导电液在重力作用下发生偏向一侧的聚集，同时部分导电液也流入相邻的分流筒4.223内，此时绝缘板4.222两侧导电连接块4.224之间无法利用导电液的作用下形成电流导通状态，此时电磁驱动器4.21发生收缩而解除对球形体4的活动的锁定，其中，电磁驱动器4.21由直杆电机以及电磁继电器组成，当电磁继电器处于通电状态时，即绝缘环形管4.221处于水平状态时，此时直杆电机发生伸长运动，使得电磁驱动器4.21处于处于伸长状态，反之，当绝缘环形管4.221处于非水平状态时，此时电磁继电器处于断电状态，从而使得电磁继电器的磁路开关发生偏转，使得直杆电机发生收缩运动，即电磁驱动器4.21的输出轴发生收缩运动。
作为本实施例优选的技术方案，支撑件1.3为锥体管，支撑件1.3的顶部与安装块1.1相固定，支撑件1.3的底端固定有多个与地面插接的地钉杆1.31，从而增强支撑件1.3与地面插接的稳定性，其中支撑件1.3的外侧固定有太阳能供电装置1.32，从而将光能转换为电能进行储存，从而为电磁驱动器4.21以及监测仪本体2等用电设备提供电能辅助，此外支撑件1.3与地面固定形成封闭空间，有利于防止外部风力等因素对重力摆锤5造成影响。
一种地质勘探沉降监测装置的调节方法，其基于上述地质勘探沉降监测装置，包括以下步骤：
当重力摆锤处于竖直状态时，此时偏移开关4.22上的绝缘环形管4.221处于水平状态，该状态下与绝缘环形管4.221电性连接的电磁驱动器4.21处于处于伸长状态，从而锁紧组件锁定球形体。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种地质勘探沉降监测装置，包括基座（1）以及监测仪本体（2），其特征在于，还包括悬挂机构（3），所述悬挂机构（3）包括有：
球形体（4），其能够转动的连接于所述基座（1）上；
重力摆锤（5），其连接于所述球形体（4）上；
所述监测仪本体（2）设置于所述悬挂机构（3）上；
所述球形体（4）上开设有与水平面相平行的平面部（4.1），所述球形体（4）上远离平面部（4.1）处与重力摆锤（5）相固定；
所述平面部（4.1）上固定有与容纳腔（1.2）相配合的锁紧组件（4.2），从而可对球形体（4）的活动进行锁定；
所述锁紧组件（4.2）包括平面部（4.1）相垂直的电磁驱动器（4.21）与偏移开关（4.22），所述电磁驱动器（4.21）的输出端行程上可与容纳腔（1.2）内壁相接触，从而对球形体（4）的活动进行限制，所述偏移开关（4.22）与电磁驱动器（4.21）用于控制电磁驱动器（4.21）的伸缩状态，从而间接控制球形体（4）的活动与否；
所述偏移开关（4.22）包括有与锤体（5.1）相固定的绝缘环形管（4.221），所述绝缘环形管（4.221）内填充有导电液，所述绝缘环形管（4.221）的管体内部固定有用于完全进行隔绝导电液的绝缘板（4.222），所述绝缘板（4.222）的边沿与绝缘环形管（4.221）的内壁完全密封连接，所述绝缘板（4.222）的两侧分别固定有导电连接块（4.224），所述绝缘环形管（4.221）的换内壁固定连通有多个分流筒（4.223）；
当所述偏移开关（4.22）处于水平状态时，此时所述电磁驱动器（4.21）处于伸长状态，此时对球形体（4）的活动进行锁定，当所述偏移开关（4.22）处于非水平状态时，此时所述电磁驱动器（4.21）处于收缩状态，此时对球形体（4）的活动进行不再起到锁定作用。
2.根据权利要求1所述的一种地质勘探沉降监测装置，其特征在于，所述基座（1）包括有安装块（1.1），所述安装块（1.1）内部开设有容纳球形体（4）的容纳腔（1.2），所述安装块（1.1）上安装有与地面相接触的支撑件（1.3）。
3.根据权利要求2所述的一种地质勘探沉降监测装置，其特征在于，所述容纳腔（1.2）为球形腔体，所述容纳腔（1.2）的底部开设有与外界相连通的贯穿口（1.21），所述贯穿口（1.21）内穿插着重力摆锤（5）。
4.根据权利要求3所述的一种地质勘探沉降监测装置，其特征在于，所述容纳腔（1.2）的内壁面上安装有多个抗阻力组件（1.22），其用于减小容纳腔（1.2）与球形体（4）之间的摩擦阻力。
5.根据权利要求4所述的一种地质勘探沉降监测装置，其特征在于，所述抗阻力组件（1.22）包括有多个开设于容纳腔（1.2）内壁上的安装孔（1.221），所述安装孔（1.221）的内部活动安装有与球形体（4）相接触的滚珠（1.222）。
6.根据权利要求5所述的一种地质勘探沉降监测装置，其特征在于，所述支撑件（1.3）为锥体管，所述支撑件（1.3）的顶部与安装块（1.1）相固定，所述支撑件（1.3）的底端固定有多个与地面插接的地钉杆（1.31）。
7.一种地质勘探沉降监测装置的调节方法，其特征在于，其基于权利要求1-6任一项所述地质勘探沉降监测装置，包括以下步骤：
当所述重力摆锤处于竖直状态时，所述锁紧组件锁定所述球形体。
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